摘要：NID（New Integrated Desulfurization--新(xin)型脫硫除塵一體化(hua)）脫硫技(ji)(ji)術(shu)(shu)是一種干法脫硫技(ji)(ji)術(shu)(shu)，本文分析了NID 技(ji)(ji)術(shu)(shu)理論，介紹了NID的(de)工藝流程和技(ji)(ji)術(shu)(shu)特點(dian)，并根(gen)據(ju)工程經驗歸納(na)了NID 對于(yu)燃料、煙(yan)溫、煙(yan)氣量(liang)等(deng)條件的(de)適用(yong)性，通(tong)過工程實例說明(ming)了NID 技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)實際效果，分析了NID 技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)應用(yong)前景。

關鍵詞：一體化(hua)脫硫除塵,干法,電站(zhan),燃(ran)煤鍋爐

在我國的(de)能源結構中，煤炭占(zhan)有(you)約70%以上(shang)的(de)比重，燃煤電站鍋(guo)爐(lu)(lu)每年排放出大(da)量(liang)的(de)煙(yan)氣(qi)，而工業(ye)鍋(guo)爐(lu)(lu)、冶(ye)金燒結機、玻璃(li)窯爐(lu)(lu)等的(de)煙(yan)氣(qi)排放量(liang)也不(bu)容小視(shi)。這些煙(yan)氣(qi)中含有(you)大(da)量(liang)的(de)SO2，面對(dui)日益嚴格的(de)環保政策，必(bi)須對(dui)這些煙(yan)氣(qi)進行(xing)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)。全球的(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)技(ji)術(shu)研究早(zao)在幾十年前就已(yi)經(jing)開(kai)始，目前國內外主要使用(yong)(yong)的(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)方式(shi)分為濕法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)和干法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)兩大(da)類。NID（New Integrated Desulfurization-- 新型(xing)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)除塵(chen)一(yi)體化(hua)）脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)技(ji)術(shu)是一(yi)種經(jing)過實踐(jian)檢(jian)驗的(de)干法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)技(ji)術(shu)。本(ben)文將對(dui)NID 脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)技(ji)術(shu)的(de)原理、特點、適用(yong)(yong)性(xing)、工程業(ye)績和實例進行(xing)闡述，并(bing)初步總結其適用(yong)(yong)范圍(wei)。

1 NID 脫硫技術理論和特點

1.1 NID 脫硫原理

NID 工藝(yi)的原理是利用干CaO 或Ca (OH)2 粉經加水增濕后吸(xi)收煙氣中的SO2 和其(qi)它酸性氣體，反應式為：

CaO+H2O = Ca(OH)2 Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2 H2O+1/2H2O Ca(OH)2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2O CaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2O Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O 2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O（＞120℃） Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2O

1.2 NID 脫硫工藝流程

NID 脫硫工(gong)藝(yi)的流程如圖1 所示，主要由反應器(qi)、脫硫除(chu)塵(chen)器(qi)、物料再循環及排放(fang)、工(gong)藝(yi)水、儀表控制(zhi)系統等5 個部分組成。

煙氣經反應(ying)器底部進入(ru)(ru)反應(ying)器，和均勻混合(he)在增濕(shi)循環灰中(zhong)的(de)吸(xi)收劑(ji)(ji)發生反應(ying)。在降溫增濕(shi)的(de)條件(jian)下，煙氣中(zhong)的(de)SO2 與吸(xi)收劑(ji)(ji)反應(ying)生成(cheng)亞硫酸(suan)(suan)鈣和硫酸(suan)(suan)鈣。反應(ying)后的(de)煙氣攜帶大(da)量的(de)干燥固體(ti)顆粒進入(ru)(ru)脫硫后布(bu)袋除塵器收集凈化(hua)。

經(jing)過脫硫(liu)后布袋除(chu)(chu)塵器的(de)(de)捕(bu)集，干燥的(de)(de)循環灰被除(chu)(chu)塵器從煙氣(qi)中分離出來(lai)，由輸(shu)送設備再(zai)(zai)輸(shu)送給混(hun)合器，同時也向混(hun)合器加入消(xiao)化過的(de)(de)石灰，經(jing)過增濕及混(hun)合攪拌進行再(zai)(zai)次(ci)循環。凈化后的(de)(de)煙氣(qi)溫度(du)大(da)于70℃，高于水露(lu)點溫度(du)15℃左(zuo)右，無須再(zai)(zai)熱，直接(jie)經(jing)過增壓風機排入煙囪(cong)。

控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)通(tong)(tong)過調節混合器中加(jia)入水量(liang)的(de)(de)多少來保證反應器中反應的(de)(de)溫(wen)度(du)及恒定(ding)的(de)(de)煙氣出(chu)口(kou)(kou)(kou)溫(wen)度(du)，同時對(dui)進出(chu)口(kou)(kou)(kou)煙氣量(liang)連續監(jian)測(ce)，進口(kou)(kou)(kou)、出(chu)口(kou)(kou)(kou)SO2濃(nong)度(du)和(he)煙氣流量(liang)決定(ding)了系(xi)(xi)統(tong)吸收劑的(de)(de)加(jia)入量(liang)。循環脫硫(liu)灰(hui)(hui)在除(chu)塵器的(de)(de)灰(hui)(hui)斗(dou)中得到(dao)收集，當高(gao)于灰(hui)(hui)斗(dou)的(de)(de)最大料(liao)面(mian)時，通(tong)(tong)過溢流方式排出(chu)。由(you)于排出(chu)的(de)(de)脫硫(liu)灰(hui)(hui)含水率只有(you)2%左右(you)，流動性好，適宜采(cai)用氣力(li)輸(shu)(shu)送(song)裝置(zhi)外(wai)送(song)，系(xi)(xi)統(tong)采(cai)用正壓濃(nong)相輸(shu)(shu)送(song)系(xi)(xi)統(tong)送(song)至(zhi)新建的(de)(de)脫硫(liu)灰(hui)(hui)庫(ku)中，再(zai)通(tong)(tong)過汽(qi)車運輸(shu)(shu)等方式送(song)至(zhi)灰(hui)(hui)場或綜合利用點。

化學反應(ying)過程產(chan)生(sheng)的副(fu)產(chan)物呈干粉(fen)狀態，其化學成分主要由粉(fen)煤(mei)灰、CaSO3、CaSO4 和未反應(ying)完的吸收劑Ca(OH)2 等組成。

1.3 NID 脫硫技術的特點

與(yu)其(qi)(qi)他干法脫(tuo)(tuo)硫(liu)工藝相比(bi)，NID 工藝良(liang)好(hao)的(de)(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)反(fan)應(ying)(ying)環境，保證了其(qi)(qi)具有下列優(you)點: 生(sheng)石灰(hui)消化系統(tong)精煉，占地小；不存在(zai)漿液堵塞噴(pen)嘴的(de)(de)困擾；反(fan)應(ying)(ying)時(shi)間(jian)短，大約僅1 秒；在(zai)塔外混合，不存在(zai)后(hou)置除(chu)塵(chen)器糊袋或(huo)粘壁的(de)(de)情況(kuang)；無(wu)廢水排除(chu)；脫(tuo)(tuo)硫(liu)灰(hui)可(ke)以綜合利(li)用(yong)；脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率較高，能(neng)(neng)(neng)達(da)到90～95%；對(dui)機組負荷變化的(de)(de)跟(gen)蹤(zong)能(neng)(neng)(neng)力強；同時(shi)具有脫(tuo)(tuo)硫(liu)和除(chu)塵(chen)兩(liang)個過程，能(neng)(neng)(neng)保證粉塵(chen)排放≤50mg/Nm3。

2 NID 脫硫技術的適用性

2.1 對燃料的適用性

含硫(liu)量：根據經(jing)驗表明NID 脫(tuo)硫(liu)技術(shu)適用于(yu)含硫(liu)量小于(yu)3.5%的燃料(liao)，此(ci)階段內煙氣脫(tuo)硫(liu)前的含硫(liu)濃(nong)度范圍約為：<5000mg/Nm3 ，相對應的鈣(gai)硫(liu)比(bi)基本約為1.3 ，比(bi)較經(jing)濟(ji)合理。如果(guo)煤種(zhong)的含硫(liu)量大于(yu)3.5%，則鈣(gai)硫(liu)比(bi)大大上漲(zhang)，而脫(tuo)硫(liu)效(xiao)果(guo)增加有限(xian)，就不(bu)經(jing)濟(ji)了。

含灰量(liang)(liang)：NID 是脫硫除塵一體化技術，而且后置的大多是布袋除塵器，因(yin)此對于燃料的含灰量(liang)(liang)沒有(you)限制。但對于脫硫前收集的粉煤(mei)灰有(you)市場需求(qiu)的項目，建議上預除塵器。

2.2 對機組大小的適用性

脫(tuo)硫反應器(qi)為模塊化(hua)設備，已成(cheng)系列。脫(tuo)硫反應器(qi)截面為矩形，其型號采用(yong)"寬度(du)×厚度(du)"表示(shi)。針對不同的(de)機組的(de)適用(yong)性見表1：

說明：上表中的(de)數(shu)據(ju)是按實際工程的(de)BMCR 工況取得，若(ruo)燃料種(zhong)類、成分、鍋爐效率(lv)、過量(liang)空(kong)氣系(xi)數(shu)、漏風率(lv)、煙溫、當地大氣壓(ya)等因素發生變化，則(ze)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)型號也應(ying)調整。對(dui)于負荷比(bi)較穩定的(de)小于50MW 的(de)機組，為了節省造價，可以采用幾臺機組共用1 臺反(fan)應(ying)器(qi)的(de)方式。

2.3 對煙溫的適用性

NID 最適合的煙氣范圍為120~160℃。若煙溫(wen)低(di)于(yu)120℃，則在(zai)反(fan)應(ying)器內(nei)遇水降溫(wen)后煙溫(wen)會低(di)于(yu)酸露點，對于(yu)鋼構件(jian)和后置除塵器產(chan)生硫(liu)酸腐蝕。而對于(yu)電站來講煙溫(wen)低(di)于(yu)120℃的情(qing)況(kuang)是基(ji)本(ben)不存在(zai)的。

若煙溫(wen)高(gao)(gao)于(yu)(yu)160℃，則(ze)可考(kao)慮更換濾料材質，適當提(ti)高(gao)(gao)后置除塵(chen)器布袋的抗高(gao)(gao)溫(wen)、抗氧化(hua)能(neng)力；或者考(kao)慮先對煙氣(qi)進(jin)行噴(pen)水降溫(wen)。于(yu)(yu)是，NID 的溫(wen)度適用范(fan)圍為120~240℃。

2.4 對改造和新建項目的適用性

對于(yu)改(gai)造項(xiang)目，從系(xi)統上一般(ban)將NID 系(xi)統加在引(yin)風(feng)機和煙囪之間，同(tong)時增加增壓風(feng)機完成驅動煙氣(qi)的(de)使命(ming)；從實際布置上一般(ban)布置在煙囪后(hou)面的(de)場地。

對于新(xin)建(jian)項目，則直接將NID 裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)布置(zhi)在鍋爐(lu)后面，而(er)將引風機(ji)布置(zhi)在NID 裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)和煙(yan)囪(cong)之間。

2.5 對運行負荷的適用性

對于(yu)(yu)50MW 及以下機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)（即(ji)(ji)配(pei)置1 臺(tai)反(fan)應器(qi)的(de)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)）：60%～110% 對于(yu)(yu)100MW、125 MW、135 MW 機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)（即(ji)(ji)配(pei)置2 臺(tai)反(fan)應器(qi)的(de)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)）：30%～110% 對于(yu)(yu)200MW 機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)（即(ji)(ji)配(pei)置4 臺(tai)反(fan)應器(qi)的(de)機(ji)(ji)(ji)組(zu)(zu)(zu)）：15%～110%

2.6 對吸收劑供應的適用性

一般采用生(sheng)石(shi)灰作(zuo)為脫(tuo)硫劑，如(ru)果有(you)足夠(gou)的電石(shi)渣（主要成分(fen)為Ca(OH)2）也可(ke)以(yi)，而且能夠(gou)節約(yue)運行成本。

3 NID 工程實例

國內(nei)目前(qian)采用(yong)NID 脫硫(liu)技術的有山東(dong)齊魯石(shi)化(hua)熱電(dian)廠(chang)(chang)(chang)、遼寧沈(shen)海(hai)熱電(dian)廠(chang)(chang)(chang)、河南(nan)鶴(he)煤(mei)集團(tuan)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)、北京首(shou)鋼動(dong)力(li)廠(chang)(chang)(chang)、河南(nan)AES 焦作萬(wan)方(fang)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)、吉化(hua)集團(tuan)動(dong)力(li)廠(chang)(chang)(chang)等電(dian)廠(chang)(chang)(chang)，現(xian)就河南(nan)AES 焦作萬(wan)方(fang)電(dian)廠(chang)(chang)(chang)舉例說(shuo)明。

3.1 河南焦作AES 萬方電廠項目概況

愛依(yi)斯萬方電力有限公(gong)司(si)2×125MW 抽凝汽輪發電機組，配(pei)兩臺420t/h 超高壓再熱煤粉鍋爐(lu)，鍋爐(lu)基本情況見(jian)表2：

每年排放SO2 氣體16380t、粉塵1890t，對環境造成惡(e)劣影(ying)響。

3.2 工程配置主要設備

2007 年愛依斯(si)萬方電力有限公司采用了(le)(le)NID 脫(tuo)硫技術，對爐后(hou)進(jin)行了(le)(le)脫(tuo)硫除塵(chen)改造工程。其中 1# 機組工程情況如(ru)下：

A、反應(ying)器(qi)：4000mm×1600mm×2 臺(tai)(tai)(tai) B、混合器(qi)：4：70，2 臺(tai)(tai)(tai) C、消(xiao)化器(qi)：2：70，2 臺(tai)(tai)(tai) D、布(bu)袋除塵器(qi)：1 臺(tai)(tai)(tai)，保證(zheng)效率：99.996% E、增壓風機(ji)：1 臺(tai)(tai)(tai)設備型式： 靜(jing)葉可調軸流式風機(ji)電(dian)動機(ji)額定(ding)功(gong)率：1600 kW F、工(gong)藝水泵(beng)：1 臺(tai)(tai)(tai)流量：50m3/h 揚程： 125mH2O 功(gong)率：37kW G、流化風機(ji)：3 臺(tai)(tai)(tai)流量：175m3/min 揚程： 21kPa 功(gong)率：132kW

3.3 脫硫除塵效果

實測數據見表3：

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